Конфигурирование устройств scsi

Все устройства на шине должны быть согласованно сконфигурированы. Для них требуется программно или с помощью джамперов установить следующие основные параметры:

Идентификатор устройства SCSI ID - адрес 0-7 (для Wide SCSI 0-15), уникальный для каждого устройства на шине. Обычно хост - адаптеру, который должен иметь высший приоритет, назначается адрес 7 (15 для Wide SCSI, если все устройства 16-битные). Позиционный код, используемый для адресации, обеспечивает совместимость адресации 8- и 16-битных устройств на одной шине. В настоящее время прорабатывается спецификация РnР для устройств SCSI, позволяющая автоматизировать процесс назначения идентификаторов. Она обеспечивает сосуществование традиционных устройств, идентификаторы которых задаются джамперами, с автоматически конфигурируемыми устройствами.

Контроль паритета - SCSI Parity. Если хотя бы одно устройство не поддерживает контроль паритета, он должен быть отключен для всех устройств на шине. Контроль паритета, особенно для дисковых устройств, является надежным средством защиты от искажения данных при передаче по шине.

Включение терминаторов - Termination.

Каждая физическая шина SCSI должна оканчиваться тер­минаторами, устанавливаемыми на обоих ее концах. Терминаторы могут быть как внутренними (установленными внутри контроллеров и периферийных устройств SCSI), так и внешними - маленькими блоками, устанавливаемыми на разъем кабеля или дополнительный разъем последнего устройства. Терминаторы шины SCSI должны выполнить две задачи:

♦     избавить линии шины от отражений сигналов с ее концов;

♦     обеспечить требуемый уровень сигнала пассивных линий.

Первая задача вытекает из того, что шлейф SCSI может иметь довольно большую протяженность. Чтобы сигналы не отражались от концов этой линии, оба конца должны быть нагружены согласованной нагрузкой. Согласованность означает совпадение волнового сопротивления линии с динами­ческим сопротивлением (импедансом) нагрузки. Волновое сопротивление линий кабельных шлейфов, применяемых в SCSI, обычно лежит в диапазоне 85-110 Ом. Если терминаторов не будет, «звон» отраженных сигналов будет приводить к помехам на шине.

  Вторая задача обусловлена спецификой интерфейса SCSI, где каждой сигнальной линией может управлять любое из нескольких устройств, подключенных к шине. Причем устройство, посылающее сигнал, формирует только активный уровень (низкий в недифференциальных версиях SCSI), а возвратить линию в пассивное состояние должны терминаторы.

Применяются активные терминаторы, которые могут включаться одним джампером или программно управляемым сигналом. Терминаторы включаются только на крайних устройствах в цепочке. Современные хост - адаптеры позволяют автоматически включать свой терминатор, если они являются крайними, и отключать, если используются внутренний и внешний разъем канала. Это позволяет подключать и отключать внешние устройства, не заботясь о переключении терминаторов. Ранее приходилось открывать корпус и переставлять джампер, а пассивные терминаторы устанавливать в специальные гнезда (и извлекать их оттуда).

При отсутствии внутренних терминаторов пользователь вынужден был использовать внешние блоки, устанавливаемые на кабель.

Правильная установка терминаторов крайне существенна - отсутствие/избыток терминаторов может привести к неустойчивости или неработоспособности интерфейса.

Питание терминаторов (Terminator Power). Когда используются активные терминаторы (для современных устройств - всегда), питание терминаторов должно быть включено (джампером или программно) хотя бы на одном устройстве.

Хост-адаптер является важнейшим узлом интерфейса, определяющим производительность системы SCSI. Существует широкий спектр адаптеров. К простейшим можно подключать только устройства, не критичные к производительности.

Такие адаптеры входят в комплект поставки сканеров, а подключение к ним диска невозможно. Высокопроизводительные адаптеры имеют собственный специализированный процессор, большой объем буферной памяти и используют высокоэффективные режимы прямого управления шиной для доступа к памяти компьютера.

Адаптеры SCSI существуют для всех шин: ISA (8-16 бит), EISA, МСА, PCI, VLB, PCMCIA и для параллельного порта. Ряд системных плат имеют встроенный SCSI-адаптер, подключенный к одной из локальных шин. При выборе интерфейса, к которому подключается хост-адаптер, необходимо учитывать производительность - интерфейс не должен стать УЗКИМ местом при обмене с высокопроизводительными устройствами SCSI.

Наибольшую эффективность имеют хост - адаптеры для шины PCI. Цена такого адаптер может превышать цену рядового настольного компьютера. Еще дороже хост - адаптеры со встроенными контроллерами RAID-массивов, которые содержат мощный RISC-процессор и большой объем локальной памяти.

Конфигурирование хост - адаптеров с точки зрения шины SCSI не отличается от конфигурирования других устройств. Утилита конфигурирования обычно входит в расширение BIOS, установленное на плате адаптера.

Системные ресурсы для SCSI-адаптера включают:

• область памяти для расширения ROM BIOS, необходимого для поддержки конфигурирования устройств и дисковых функций. Если в системе установлено несколько однотипных хост - адаптеров, ROM BIOS для них используется с одного адаптера. Разнотипные хост - адаптеры всегда могут работать вместе.

• область разделяемой буферной памяти;

• область портов ввода-вывода (I/O Port);

• IRQ - запрос прерывания;

• DMA - канал прямого доступа к памяти (для ISA/EISA), часто используемый для захвата управления шиной.

Далее перейдем к рассмотрению основного, на сегодняшний день, интерфейса USB.

Интерфейс USB

Общая информация

USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина) - стандарт последовательного соединения, предложенный фирмой Intel совместно с фирмами IBM, Microsoft, NEC. Первая версия спецификации на шину появилась 11 ноября 1994 г. С 2007 г. основной считается версия USB-3. С середины 1996 года выпускаются PC со встроенным контроллером USB, реализуемые чипсетами.

Создание USB было продиктовано тремя факторами:

• Интеграция PC и телефонии

Признано, что симбиоз вычислительной техники и связи - основа развития информационных технологий и следующего поколения приложений. Возникает потребность в создании универсального, качественного, дешевого, имеющего хорошую масштабируемость канала передачи данных. USB обеспечивает связь, которая может использоваться в широком диапазоне коммуникации PC и телефонной связи.

• Лёгкость использования

По мере увеличения сложности вычислительных систем и ростом их характеристик - гибкость конфигурирования PC стала «узким местом» дальнейшего развития. Комбинация дружественных графических интерфейсов и аппаратных средств ЭВМ с механизмами программной настройки шин нового поколения сделали компьютеры более простыми и понятными для пользователя. Однако, устройства ввода/вывода: последовательные и параллельные порты, клавиатуры, мыши, джойстики и т.д., не имели атрибутов автоматического конфигурирования – «Plug -and- Play».

• Увеличение количества портов

Число внешних периферийных устройств PC ограничивается количеством свободных портов. Недостаток двунаправленных дешевых среднескоростных внешних шин сдерживал увеличение количества устройств типа телефон/факс/модем, автоответчиков, сканеров, клавиатур и т.д. Новый интерфейс был разработан, в том числе, чтобы увеличить число портов PC.

Архитектура USB определяется следующими критериями:

• Легко реализуемое расширение периферии PC.

• Дешевое решение, поддерживающее скорость передачи до 12 Мбит/сек.

• Полная поддержка в реальном времени передачи аудио и (сжатых) видеоданных.

• Гибкость протокола смешанной передачи данных и сообщений.

• Интеграция с внешними устройствами.

• Доступность в PC всех конфигураций и размеров.

• Создание новых классов внешних устройств PC.

• И как следствие перечисленного выше, обеспечение стандартного интерфейса, способного быстро завоевать рынок, потеснить и в перспективе вытеснить другие интерфейсы.

С точки зрения конечного пользователя, привлекательны следующие черты USB.

Удобное конфигурирование:

• Простота кабельной системы и подключений.

• Скрытие подробностей электрического подключения от конечного пользователя.

• Автоматическая связь устройств с драйверами и конфигурирование.

• Возможность динамического подключения и конфигурирования ПУ.

Широкий диапазон рабочих нагрузок и прикладных программ:

• Скорость обмена данными в пределах от нескольких кбит/c до 12 Мб/сек для разных устройств.

• Поддержка работы многих устройств в параллельном режиме (до 127 устройств).

• Работа с многофункциональным периферийным оборудованием.

Обзор архитектурыch2

Приведем краткий обзор архитектуры USB и ключевых концепций, реализованных в шине. USB обеспечивает одновременный обмен данными между главным (хост) компьютером и множеством периферийных устройств (ПУ). Распределение пропускной способности шины между ПУ планируется хостом и реализуется им с помощь посылки маркеров. Шина позволяет подключать, конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы хоста и самих устройств.

Структура системы USB

Шина USB может быть описана с помощью трёх составляющих:

• USB коммутация (interconnect);

• USB устройства (devices);

• USB хост (host).

Коммутация USB - способ, которым USB устройства связаны с хостом. Под этим понятием подразумевается следующее:

• Топология шины: способ организации физических связей между USB устройствами и хостом;

• Межуровневые зависимости: USB задачи, которые выполняет каждый уровень в системе;

• Модели потока данных: способ, которым данные перемещаются в системе посредством USB между источником и приёмником информации;

• Планирование: USB предоставляет коммуникации (каналы связи), совместно используемые устройствами. Доступ к каналам планируется так, чтобы поддерживать изохронную передачу данных и снизить затраты на арбитраж.

Напомним, что изохронная передача это передача данных, применяемая для обмена информацией в "реальном времени". На каждом временном интервале требуется передавать строго определенное количество данных, но доставка информации не гарантирована (передача ведется без повторения при сбоях, допускается потеря пакетов). Такие передачи занимают предварительно согласованную часть пропускной способности шины и имеют заданную задержку доставки. Изохронные передачи обычно используются в мультимедийных устройствах для аудио и видеоданных, например, цифровая передача голоса.